2022年生物质能源的应用前景及技术进展.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 生物质能源的应用前景及技术进展摘要：生物质能源是可再生能源的组成部分；生物质能源的开发利用为能源和生态问题的解决供应了一条新的思路；为此 , 对近年来国内外生物质能源利用 技术的实际应用前景和最近的讨论进展进行了综述；关键词：生物质能源；利用技术；应用前景；讨论进展随着社会经济的飞速进展, 人类对能源的需求趋势也随之转变；生物质能源 因其具有资源丰富、 可再生、 低污染等优点, 使得其在人类生活和社会活动中的 价值不断提高； 据报道, 生物质能已上升为仅次于化石能源煤、石油和自然气之后的第 4 位能源,占世界一次能源消耗的 代生物质能源的利用更

2、多的是借助热化学、14%；与传统的直接燃烧方式相比,现 生物化学等手段, 通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料,为人类生产、生活 供应电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品；目前,生物质能作为一种可 再生的低碳能源, 具有庞大的进展潜力； 针对现代生物质能源利用技术的开发和讨论,对替代或部分替代化石能源,人类社会的可连续进展意义重大；1 生物质与生物质能源爱护生态环境, 实现再生资源的合理利用及生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括全部的动植物和微生物以及农林废弃物和城市固体有机垃圾等；生物质的硫含量、 氮含量低, 燃烧过程生成的 SO2、NOX较少,

3、由于其 CO2的排放量与其生长时吸取的量相当,可有效减 轻温室效应和环境污染； 生物质能是以生物质为载体的能量,它直接或间接地来 源于绿色植物的光合作用；地球上的植物每年通过光合作用合成大约 14001 800Gt 的干生物质,其中包蕴的能量可达目前全球每年总能耗的 10 倍,在世界 能耗中生物质能约占 14%,在不发达地区占 60%以上；全世界约 20 亿人 90%以上的生活能源是生物质能；我国生物质能资源量每年4.87 亿 t 油当量,其中有约可用于发电和供热,占总量的 76%；目前全球生物质能消费量仅次于煤、石油、自然气,居第四位；生物质能具有很多优点： 生物质能资源分布非常广泛,远比石

4、油丰富, 且可不断再生；从生物质能资源中提取或转化得到的能源载体更具有市场竞争名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 力；开发生物质能源资源,可以促进经济进展,提高就业时机；具有经济与社 会双重效益；在贫瘠或被腐蚀的土地上种植能源作物或植被,可以改进土壤、改善生态环境、 提高土地的利用程度； 城市内燃机车辆使用从生物质资源提取 或生产出的甲醇、 液态氢,利于环境爱护； 生物质能的开发和应用越来越受重视,其资源丰富、 应用广泛且可连续利用, 可转化为常规的固态、 液态和气态的燃料 或其他化学品；2 生物质应用前景 我国能源资

5、源总量较为丰富, 但人均占有量低, 人均煤炭、 石油和自然气储量分别仅为世界平均水平的56.3%、7.7% 和 7.1%；近年来,随着我国经济社会的快速进展,能源需求连续增长,供求冲突日益突出；2005 年我国一次能源生产总量为标准煤,能源消费总量到达亿 t 标准煤；石油净进口量亿 t ,对外依存度超过 40%；有关专家测算,假如充分利用我国目前的农业生物质能资源,可新增 5 亿 t 左右标准煤,约占全国一次能源生产总量的24%；积极进展农业生物质能产业,对缓解化石能源供应紧急局面、优化能源结构、保证国家能源安全、建立稳固的能源供应体系具有重大意义；能源进展战略规划中；因此,我国生物质能的开发

6、已被列入国家我国在“ 中国 21 世纪议程中国21 世纪人口、 环境与进展白皮书”中明确指出：中国要实现经济快速进展, 就必需把开发利用新能源和可再生资源放到国家能源进展战略的优先位置, 加强对生物质能的开发利用, 尽快利用以生物质生产清洁液体燃料的技术；假设能推广“ 能源农业、能源林业、能源工业” 一体化进展模式来进展生物质能产业, 使 2022 年的生物质资源总量到达 15 亿吨标准煤,并将其中 50%的资源用于生产液体燃料,届时可为我国石油市场供应 2 亿 t液体燃料； 生物质能在我国可连续进展战略中具有重要位置,主要表现在以下几个方面： . 以新技术转化生物质的能源利用方式,可大幅度提

7、高农村能源利用效率； . 因地制宜地利用当地生物质能资源秸秆、薪柴、谷壳和木屑等,建立分散、独立的离网电站或并网电站,可以补偿我国电力供应的缺口我国每年人均用电不到 1000KW.h,只用韩国的 1/5 左右,而人均生活用电更低, 只有 110 KW.h 左右,拥有宽阔的市场前景；. 生物质的能源利用可根本解决我国农村普遍存在的而又始终无法根治的“ 秸秆问题”,防止作物秸秆成为废弃物被抛弃在田间地头,甚至就地燃烧,并影响高速大路、航空交通和人民生活；生物质的能源利用可带来一系列生态、社会和经济效益； 生物质能利用不仅名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 -

8、 - - - - - - - - 可消纳各种有机废弃物, 排除其对环境放入负面影响, 推动农村和城镇的现代化建设；而且,由于能源农业和能源林业的大规模进展,将有效地绿化荒山野岭,减轻土壤腐蚀和水土流失,治理沙漠,爱护生物多样性,促进生态的良性循环；同时,现代生物质能一体化系统的建设将促进现代种植业的进展,成为农村新的经济增长点,增加农夫就业时机,改善生活环境,提高农村居民收入,振兴农村经济；3 生物质能源技术进展生物质成型燃料工艺讨论进展依据不同的工艺特点, 原料压缩成型工艺分类不同： 在是否添加粘结剂上可分为加粘结剂和不加粘结剂的成型工艺；在原料加温方式上可分为常温成型、热压成型和炭化成型；

9、在原料是否预处理上分为干压成型与湿压成型；就目前而言,使用比较广泛的压缩成型工艺为炭化成型、冷压 湿压 成型和热压成型；近年来,我国环绕生物质固化成型技术的讨论和设备的开发不断深化,取得了肯定的讨论进展； 吴云玉等通过建立生物质固化成型的微观接触几何模型推导猎取了压辊压力与生物质颗粒外表斜角直接的数学关系,并建立了生物质固化成型的分子电化学微观机理, 说明白固化成型燃料燃烧点低的缘由；陈晓青等通过试验讨论了生物质热压成型制品外表裂纹形成的影响因素,结果说明,裂纹的形成与力学、原料的微观组织及环境介质 含水率或温度等 均有关挤压中材料屈服强度后的塑性流淌过程产生的剪应力是裂纹形成的根本缘由；侯振

10、东等以玉米秸秆为原料, 讨论了秸秆固化成型工艺中成型压力、温度及含水率对成型块品质的影响,选取成型压力为 6090 MPa,加热温度为 75100,物料含水率在 8%12%的工艺条件,生产出性能优良便于储运的成型块；生物质固化成型技术应用 范畴广,但作为能源转化的途径, 目前仍有一些关键技术问题难以解决,如物料 压缩时螺杆的使用寿命、成型燃料的密度及碳化技术等；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2 生物质厌氧发酵产沼气生物质厌氧发酵是生物质在厌氧条件下,以动物粪便、 秸秆、有机废水等为原料,通过厌氧细菌的代谢作用

11、产生 CH4和 CO 2 等混合可燃气体 沼气 的过程；厌氧发酵可分为干式厌氧发酵和湿式厌氧发酵；相比于湿发酵, 干发酵技术具有节约发酵用水、 节约治理沼气池所需工时、 池容产气率较高等优点, 成为秸秆类生物质进行资源化利用的主要途径；目前对厌氧发酵技术的讨论主要集中在规模的扩大化及厌氧发酵产气量的提高上；在对生物质秸秆进行厌氧发酵过程中,由于其中含有木质素与纤维素和半纤维素混杂交联,使纤维素及其他易分解物质难以被微生物分解, 降低了产气量, 因此,秸秆厌氧发酵的预处理也是讨论 的一个重要内容； 杨玉楠等进行了利用白腐菌对秸秆生物预处理后发酵产甲烷试验,结果说明,与发酵时间在4590d,转化率

12、在 50% 左右的传统秸秆厌氧发酵相比,经过白腐菌室温下 20d 预处理后的秸秆,发酵 15d 甲烷产量已相对稳固,转化率到达 47.63%,连续发酵至 30d 后,甲烷转化率到达 58.78%；大大缩短了 发酵周期, 提高了甲烷转化率； 孙辰等采纳 6%的 NaOH对稻草秸秆进行化学预处理,讨论了其在厌氧发酵过程中厌氧消化效率、产气量及COD 的去除情形；结果说明,与未经 NaOH 预处理相比, 经过 NaOH 化学预处理后的稻草秸秆在厌氧消化效率和产气量上有了显著提高,最大日产气量、总产气量及 COD 去除率分 别提高了 61.34%、55.23%、4872%；3.3 乙醇发酵 乙醇发酵是

13、以糖类 甘蔗、甜菜等 、淀粉 玉米、谷类等 、木质纤维 秸秆、蔗渣等 等生物质为原料,利用微生物发酵制成生物燃料乙醇；燃料乙醇可依据乙醇添加比例的高低分为替代燃料和燃料添加剂两种类型；依据当前国情要求,我国的燃料乙醇生产逐步走向“ 非粮化” 的进展道路,燃料乙醇产量呈几何级数增长； 目前,国内最大的燃料乙醇生产商中粮集团启动建设的年产 500t 的纤维素乙醇试验装置,纤维素转化率超过了 90%、半纤维素 转化率超过 95%、糖转化率超过 85%等,其多项关键技术指标在行业内均处于领先位置,已接近国际先进水平； 国内讨论者主要是开展针对木质纤维素乙醇发酵的试验讨论；路鹏等提出了削减预处理发酵抑制

14、物和综合利用混合糖类进行发酵的两大关键点, 并采纳转变预处理方法, 提高发酵菌种对混合糖底物的利用才能和产乙酸才能, 来提高乙酸的转化率； 丁文武等采纳硅橡胶膜渗透汽化别离与酵母细胞固定床耦合构成的连续发酵系统,实现酵母细菌固定化与产物乙醇的原位名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 连续别离,提高了乙醇发酵密度,削减了产物的抑制作用；3.4 热解气化生物质的热解气化技术主要利用秸秆、锯沫等农林废弃物, 在气化反应器中高温缺氧条件下, 发生热解气化反应, 生成含一氧化碳、 氢气和低分子烃类的可 燃气体；近年来,该领域的讨论

15、方向正逐步拓宽,其中生物质燃气焦油裂解、 生物制氢、生物质合成气制备等技术成为讨论重点之一,我国的讨论者也开展了大量试 验讨论；孙云娟等以木屑为原料, 讨论了不同产地白云石催化作用下的焦油裂解 过程,分析了裂解温度、 催化类型和反应停留时间等对焦油转化成效和热解可燃 气的影响； 结果说明,裂解温度越高, 停留时间越长时焦油的裂解成效越好,且 不同催化剂的裂解成效有明显差异, 白云石煅烧处理后的比外表积是打算裂解效 果优劣的最重要因素；王铁军等就采纳空气水蒸汽气化生物质制备富氢燃气,结合沼气重整富氢燃气的工艺过程,调整合成气化学当量比, 并以制备的生物气合成气一步合成二甲醚,且二甲醚的最大产量为

16、 0.244 kg/kgDME/生物质 ；同时,国内的一些讨论机构和高校等仍开展了生物质气化合成液体燃料等技术方面的讨论工作, 并取得了肯定成果； 如山东科技高校胜利研发了垃圾分级热解气化技术,让城市生活垃圾在复原性气氛下发生反应,防止二噁英的生产, 很好地解决了二次污染问题, 运行过程中所生成的气体含有大量甲烷、一氧化碳和氢气等 可燃气,可用于工业燃气；结语 生物质能资源丰富, 假设能充分利用, 不仅能够削减环境污染, 而且仍是解决将来面临能源危机的必由之路；目前,世界各国越来越重视对生物质能源的研究, 积极实行相应的经济支持和政策扶持的方法加大对生物质能转化利用技术的投入；生物质能源产品因

17、其性能优势,使得技术开发有着宽阔的应用空间；随着气化、制油、制氢等讨论在技术上的不断突破,产出更为清洁价廉的能源,这对于能源的有效利用和可连续进展都具有重要意义；参考文献1 赵邵松,刘禹,张 苏. 木质生物质能源技术的进展创新J .林木机械与木工设备 ,2022,404 ：1014. 名师归纳总结 2 李 平,蔡 鸣,陈正明 . 生物质固体成型燃料技术讨论进展及应用第 5 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 效益分析 J. 安徽农业科学 , 2022,4014:82848286,8306 3 冯 丽 敏 . 生 物 质 能 产 业 化 前

18、景 分 析J.农 业 科 技 与 装 备 , 20222:8 11. 4 马 君,马兴元,刘 琪. 生物质能源的利用与讨论进展 J . 安徽农业科学 , 2022,404:22022206 . 5 田水泉,张立科,杨风岭 . 生物质能源化学转化技术与应用讨论进展J. 安徽农业科学, 2022,393:1645 1648,1650. 6 马春红,李运朝,李晓. 生物质能源讨论进展与前景展望J.河北农业科学 , 2022,153: 117-121. 7 李 琳,郑 骥. 我国生物质能行业进呈现状及建议J . 中国环保产业. 2022,135 : 24-31. 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页